Главная | Обратная связь

Стабілітрон та стабістор

Електрофізичні властивості напівпровідників

Напівпровідники (НП) належать до класу речовин, що мають твер­ду кристалічну структуру і за провідністю займа­ють проміжне місце між провідниками та діелект­риками .

При виготовленні НП приладів частіше використовують кремній, германій, арсенід галію, до НП також відносять селен, телур, деякі окисли, карбіди та сульфіди.

НП мають такі властивості:

1) негативний температурний коефіцієнт опору - із збільшенням тем­ператури їх опір зменшується (у провідників - зростає);

2) додання домішок призводить до зниження питомого опору (у про­відників - до збільшення);

3) на електричну провідність впливають радіація, електромагнітне випромінювання.

Процеси електропровідності НП і діелектриків подібні, але суттєво відрізняються від електропровідності провідників.

Зазначимо, що електрони, розташовані на зовнішній орбіті атома ре­човини, мають назву валентних. Вони найслабкіше зв’язані з ядром і визначають фізичні га хімічні властивості речовини .

У НП усі валентні електрони міцно зчеплені з кристалічними гратками зав­дяки ковалентному зв'язку, доки цей зв'я­зок існує, електрони не можуть перено­сити електричний заряд.

Якщо помістити НП в електричне поле, виникне спрямований рух зарядів - електричний струм. На відміну від провідників струм в НП забезпечується носіями двох зарядів - позитивного та нега­тивного.

Типи провідностей НП:

1) Діркова (p – діркова, n – електронна)

2) Власна домішкова провідність (акценторна і донорна)

3) Основна та не основна провідність

Основна створюється тими зарядами, яких більше у матеріалі.

 

Випрямляючі діоди

Напівпровідникові діоди - це НП прилади, виготовлені на основі дво­шарових НП структур і які використовують властивості р-п переходу. Широко розповсюджені випрямні діоди, дія яких базується на викорис­танні вентильних властивостей р-п переходу

Ці діоди призначені для випрямлення змінного струму низької частоти та для перетворення різнополярної напруги в одно полярну.

Основними параметрами випрямних діодів є:

1) граничний прямий струм діода І_пр - максимально допустиме се­реднє значення струму через діод у прямому напрямку за визначених умов охолодження, у сучасних діодів = (0,1 2200) А,2) максимально допустимий прямий струм діода (імпульсний) І_{пр max} , становить (10 50),3) прямий спад напруги , тобто напруга на діоді при граничному прямому струмі І_пр, для діодів з кремнію становить (0,6 0,8) В;

4) максимально допустима зворотня напруга , що дорівнює максимально допустимому амплітудному значенню зворотньої напру­ги, яке не призводить до виходу з ладу приладу за визначених умов охолодження, = (50 3000) В;

5) максимально допустима потужність розсіювання ( )

6) максимально допустима робоча частота (

7) максимально допустима температура ( )

8) зворотній опір діода, від якого залежить величина зворотнього струму (

9) крім цього важливими є надійність, довговічність, ціна, маса, габарити.

Виготовляються випрямні діоди переважно із кремнію.

Стабілітрон та стабістор

 

НП діод, на якому напру­га в зоні електричного про­бою майже не залежить від струму, називається стабі­літроном.

Як постає з ВАХ, наведеної на рис 2.5, в зоні пробою напруга на стабілітроні майже не за­лежить від струму через нього .

Стабістор працює на прямій гілці ВАХ, а стабілітрон на зворотній.

Промисловість випускає стабістор з напругою стабілізації одиниці вольт.

Стабілітрон та стабістор призначені для стабілізації постійної напруги при малих потужностях. Щоб запобігти тепловому пробою, їх кон­струкція забезпечує ефек­тивне відведення тепла.

Основними параметрами стабілітрона є:

- напруга стабілізації U_ст,що становить від 1 до 1000 В;

- динамічний опір на ділянці стабілізації (характеризує зміну величи­ни напруги на приладі зі змінами струму крізь нього),що складає від одиниць до десятків Ом,

 

- мінімальний струм стабілізації – мінімальний струм, при якому прилад гарантовано знаходиться в режимі стабілізації;

- максимальний струм стабілізації максимально допусти­мий струм через прилад, досягає (0,02 1,5) А.

В стабістора дуже схожі параметри, але напруга стабілізації U_ст нижча.

Найпростіша схема стабілізації наведена на рис. 2. 6.